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細胞培養技術解答
一、細胞培養基礎問答
1.BHK細胞就是指BHK21嗎?
答:BHK細胞是指幼年敘利亞地鼠腎細胞(Baby Hamster Syrian Kidney),1961年建株。原始的細胞株是成纖維細胞,貼壁依賴性。1963年獲得單細胞克隆細胞。后經無數次傳代后細胞可懸浮生長,它廣泛用于增殖各種病毒,生產獸用疫苗。zui常用的是BHK21的一個亞克隆細胞,即克隆13或C13 。
2.二倍體細胞有什么特點?
答:二倍體細胞的染色體組型是2n核型;貼壁依賴接觸抑制;一般可傳代50代;無致瘤性。如W1-38:正常胚肺組織*系。MRC-5:從正常男性肺組織中獲得的*系。
3.什么是動物細胞大規模培養?
答:所謂動物細胞大規模培養技術(large-scale culture technology)是指在人工條件下(設定pH、溫度、溶氧等),在細胞生物反應器(bioreactor)中高密度大量培養動物細胞用于生產生物制品的技術。目前可大規模培養的動物細胞有雞胚、豬腎、猴腎、地鼠腎等多種原代細胞及*、CHO(中華倉鼠卵巢)細胞、BHK-21、Vero細胞(非洲綠猴腎傳代細胞)等,并已成功生產了包括狂犬病疫苗、口蹄疫疫苗、甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗、紅細胞生成素、單克隆抗體等產品。
在過去幾十年來,細胞培養技術經有了很大發展,從使用轉瓶(roller bottle) 、CellCube等貼壁細胞培養,發展為生物反應器(Bioreactor)進行大規模細胞培養。
4.細胞體內外培養的差別是什么?
答:細胞離體后,失去了神經體液的調節和細胞間的相互影響,生活在缺乏動態平衡相對穩定環境中,日久天長,易發生如下變化:分化現象減弱;形態功能趨于單一化或生存一定時間后衰退死亡;或發生轉化獲得不死性,變成可無限生長的連續細胞系或惡性細胞系。因此,培養中的細胞可視為一種在特定的條件下的細胞群體,它們既保持著與體內細胞相同的基本結構和功能,也有一些不同于體內細胞的性狀。實際上從細胞一旦被置于體外培養后,這種差異就開始發生了。
5.什么是無血清培養基?與普通培養基有什么區別?
答:無血清培養基(serum free medium,SFM):是不需要添加血清就可以維持細胞在體外較長時間生長繁殖的合成培養基。但是它們可能包含個別蛋白或大量蛋白組分。基本成分為基礎培養基及添加組分兩大部分。添加組分可能包括纖連蛋白、層粘連蛋白等貼壁因子、胰島素、轉鐵蛋白、硒等。
6.什么是無血清無動物組分培養基、無蛋白培養基和限定化學成分培養基?
答:無血清無動物組分培養基是不含任何動物來源成份的無血清培養基,但可能添加植物蛋白或重組蛋白。無蛋白培養基(protein free midium,PFM):即不含有蛋白的培養基,無論是植物蛋白或動物蛋白。成分培養基(chemical defined medium,CDM):是指培養基中的素有成分都是明確的,它同樣不含有蛋白,也不是添加了植物水解物,而是使用了一些已知結構與功能的小分子化合物,如短肽等。這種培養基更有利于分析細胞的分泌產物和產品純化。
7.HEPES在細胞培養過程中起什么作用?
答:HEPES溶液:是一種弱酸,中文名字是羥乙基哌秦乙硫磺酸,主要作用是防止培養基pH迅速變動。在開放式培養條件下,觀察細胞時培養基脫離了5%CO2的環境,CO2氣體迅速逸出,pH迅速升高,若加了HEPES,此時可以維持pH7.0左右。一般在進行克隆化培養時要添加HEPES。
8.CO2 培養箱之水盤如何保持清潔?
答:定期(至少每兩周一次) 以無菌蒸餾水或無菌去離子水更換之。
二、 培養基生產和使用常見問題
1.低血清培養基能用肉眼判斷其pH值嗎?
答:低血清培養基中酚紅的含量與普通培養基中的酚紅含量不同,不能通過肉眼觀察或通過經驗來判定pH值,建議使用pH計進行測定。
2.低血清培養基的緩沖系統是什么?
答:平衡鹽一般是由無機鹽及葡萄糖組成的。平衡鹽有Hanks′系統、Earle′s系統、Dulbecco′s磷酸緩沖鹽系統等。199系列培養基、MEM系列培養基均有Hanks′系統的培養基及Earle′s系統的培養基。但是有些培養基均不是以上常規的平衡鹽系統,例如RPMI 1640培養基、F12培養基。MEM(SLM)低血清培養基的平衡鹽系統也不是常規的平衡鹽系統,該平衡鹽系統的緩沖能力強于常規平衡鹽系統的緩沖能力。
3.*溶液和*的配制方法是什么?
答:以0.2mol/L的 L-*配制為例:稱取L-*2.92g,加注射用水100ml,充分攪拌混勻。用0.2μm濾膜正壓過濾除菌。溶液應在4℃下避光保存,2周內使用。以7.5% NaHCO3的配制為例:稱取NaHCO37.5g溶于100ml蒸餾水中過濾除菌。
4.什么培養基中可以省去加酚紅?
答:酚紅在培養基中用作pH值的指示劑:中性時為紅色,酸性時為黃色,堿性時為紫色。酚紅本身對生物制品質量并不會產生影響,可以通過純化技術去除,但酚紅在無血清培養基可能帶來胞內鈉/鉀失衡,影響細胞生長,當然這種作用能被血清所中和或減輕。酚紅并不是培養基中必需的一種成分,很多國外的疫苗或抗體生產企業在生產過程中都使用無酚紅培養基。
5.放置在冰箱中的培養基顏色會發生變化,為什么?
答:培養基保存于4℃冰箱中,培養基內CO2 會逐漸溢出,造成培養基越來越偏堿性。而培養基中酸堿指示劑(通常為phenol red)的顏色也會隨堿性增加而更偏暗紅。培養基偏堿后再用于細胞培養將造成細胞生長停滯或死亡。培養基偏堿時,可以通入無菌過濾的CO2,以調整pH值。
6.無血清培養與有血清培養使用的抗生素量一樣嗎?
答:當在無血清培養基中添加抗生素時,降低至少在有血清培養基中所使用濃度的50%。因為血清中的蛋白會結合和滅活一些抗生素。而在無血清培養條件下,抗生素不被滅活。
7.培養基中添加了血清和抗生素后,可長期保存嗎?
答:一旦您在新鮮培養基中添加了血清和抗生素時,您應該在兩到三周內使用它。因為一些抗生素和血清中的基本成分在解凍后就開始降解。
8.什么是個性化培養基?它有什么優點?
答:根據細胞類型、培養方式和生產工藝等特點所定制的培養基,即個性化培養基。個性化培養基在國外生物制藥企業被普遍采用,個性化培養基可以為細胞生長提供充足的營養物質,能提高細胞的生長速率、培養密度、以及延長細胞維持時間;也可以為細胞生長提供均衡的營養供給,減少細胞有害代謝物質的積累,降低對細胞生長的危害;同時對貼壁細胞而言,能增加細胞的貼壁性,并降低培養過程中剪切力對細胞的損傷;個性化培養基可以根據各戶的特殊需求減少或不使用動物源成分,從而使生物制品安全性更有保障。
9.細胞培養基偶然被凍,可否繼續使用?
答:如果細胞培養基偶然被凍,您應該自然溶解培養基并觀察是否有沉淀產生。如果沒有沉淀產生,培養基可以正常使用,如果出現沉淀,只能丟棄這些培養基。
10.細胞冷凍培養基之成份為何?
答:動物細胞冷凍保存時zui常使用的冷凍培養基是含5 - 10%DMSO (dimethyl sulfoxide) 和90 - 95%原來細胞生長用的新鮮培養基均勻混合。注意:由于DMSO稀釋時會放出大量熱能,故不可將DMSO直接加入細胞液中,必須使用前先行配制完成。
11.培養基及其它添加物和試劑可反復凍融嗎?
答:大部分添加物和試劑zui多可以凍融3次,如果次數過多會將使含有的蛋發生降解和沉淀,這將會影響它的性能。
12.液體培養基的保存是冷藏好?還是冷凍好?
答:要冷藏!!通常液體培養基在冷藏條件下可存放6個月到一年。
三、常見血清使用問題
1.血清使用時一定需要滅活么?
答:實驗顯示,經過正確處理的熱滅活血清對大多數的細胞而言是不需要的。經此處理過的血清對細胞的生長只有微小的促進,或*沒有任何作用,甚至因為高溫處理影響了血清的質量,而造成細胞生長速率的降低。而經過熱處理的血清,沉淀物的形成會顯著的增多,這些沉淀物在倒置顯微鏡下觀察,像是“小黑點”,常常會讓研究者誤以為是血清遭受污染,而把血清放在37℃環境中,又會使此沉淀物更增多,使研究者誤認為是微生物的分裂擴增。若非必須,可以不需要做熱處理這一步。不但節省時間,更確保血清的質量。
2.何謂FBS, FCS, CS, HS?
答:FBS (fetal bovine serum) 和FCS (fetal calf serum) 是相同的意思, 兩者都是指胎牛血清, FCS 乃錯誤的使用字眼, 請不要再使用。CS (calf serum) 則是指小牛血清。HS (horseserum) 則是指馬血清。
3.保存血清的方法是什么?
答:我們建議血清應保存在-5℃至-2O℃。若存放于4℃時,請勿超過一個月。若一次無法用完一瓶,建議無菌分裝血清至恰當的滅菌容器內,再放回冷凍。
4.如何解凍血清才不會使產品質量受損?
答:將血清從冷凍箱取出后,先置于2~8℃冰箱使之融解,然后在室溫下使之全融。但必須注意的是,融解過程中必須規則地搖晃均勻。
5.血清解凍后發現有絮狀沉淀物出現,該如何處理?
6.如何避免血清中沉淀物的產生?
四、細胞培養常用試劑使用問答
1.*使用方法是什么?
2.*在室溫條件存放是否穩定?
答:*白色粉末,或不透明單斜晶系細微結晶。比重2.159。無臭、味咸,可溶于水,微溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微堿性,受熱易分解,在65℃以上迅速分解,在270℃時*失去二氧化碳,在干燥空氣中無變化,在潮濕空氣中緩慢分解。
3.培養細胞生長減慢的原因有哪些?其解決辦法有哪些?
4.L-*在細胞培養中重要嗎?它在溶液中不穩定嗎?
5.細胞傳代消化時所用*濃度越高越好嗎?
6.二價離子抑制*活性嗎?使用*時加入EDTA的目的是什么?
7.GlutaMAX-I是什么?培養細胞如何利用GlutaMAX-I?這個二肽有多穩定?
8.培養基中丙酮酸鈉的作用是什么?
9.Hank′s *(HBS)和Earle′s*(EBS)有什么本質的功能差別?
五、細胞培養過程常見問題
1.為什么培養的細胞要及時傳代?
2.培養液pH下降很快可能原因有哪些?其解決辦法是什么?
3.培養液pH對細胞生長的影響?
4.購買之細胞冷凍管經解凍后,為何會發生細胞數目太少之情形?
5.購買之細胞死亡或細胞存活率不佳可能原因?
6.支原體污染會對細胞培養有何影響?
7.冷凍保存細胞之方法?
冷凍保存方法二: 冷凍管置于已設定程序之可程序降溫機中每分鐘降1-3℃至–80 ℃以下, 再放入液氮中長期儲存。注意:-20℃不可超過1 小時,以防止冰晶過大,造成細胞大量死亡,亦可跳過此步驟直接放入-80℃冰箱中,惟存活率稍微降低一些。
8.懸浮細胞應如何繼代處理?
9.欲將一般動物細胞離心下來,其離心速率應為多少轉速?
10.培養細胞時應使用5%還是10%CO2,或者根本沒有影響?
11.細胞冷凍管解凍培養時,是否應馬上去除DMSO?
12.冷凍管應如何解凍?
13.如何用臺盼蘭計數活細胞?
14.細胞欲冷凍保存時,細胞冷凍管內應有多少細胞濃度?
15.細胞冷凍培養基之成份為何?
16.如何消除組織培養的污染?
高濃度的抗生素和抗霉菌素可能對一些細胞系有毒性,因而,做劑量反應實驗確定抗生素和抗霉菌素產生毒性的劑量水平。這點在使用抗生素如*和抗霉菌素如泰樂菌素時尤其重要。下面是推薦的確定毒性水平和消除培養污染的實驗步驟。
1)在無抗生素的培養基中消化、計數和稀釋細胞,稀釋到常規細胞傳代的濃度。
2)分散細胞懸液到多孔培養板中,或幾個小培養瓶中。在一個濃度梯度范圍內,把選擇抗生素加入到每一個孔中。例如,*推薦下列濃度,0.25,0.50,1.0,2.0,4.0,8.0 mg/ml。
3)每天觀測細胞毒性指標,如脫落,出現空泡,匯合度下降和變圓。
4)確定抗生素毒性水平后,使用低于毒性濃度2-3倍濃度的抗生素的培養液培養細胞2-3代。
5)在無抗生素的培養基中培養細胞一代。
6)重復步驟4。
7)在無抗生素的培養基中培養4-6代,確定污染是否以已被消除。
17.培養細胞出現死亡其可能的原因有什么?解決辦法有哪些?
18.國內可以買到細胞株的地方有哪些?
答:可以從國內多家代理廠家買到ATCC或ECACC的細胞株,同時國內可以買到細胞株的地方還有中國醫學*(協和醫科大學)基礎醫學部,*細胞研究所以及武漢大學冷藏中心等。
19.細胞的滲透壓耐受性是多少?
20.支原體(mycoplasma) 污染的細胞,是否能以肉眼觀察出異狀?
21.怎樣查到一個特定細胞株的相關知識和培養條件?
22.為什么要在溶解的一周內使用貯存在4℃冰箱中的液體*溶液?
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